JP2014089317A - Display device and luminaire - Google Patents
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本発明は、表示装置及び照明装置に関し、特に、蛍光体で色変換を行うことにより、カラー表示を行う蛍光体方式の表示装置及びそれに用いる照明装置に関するものである。 The present invention relates to a display device and an illumination device, and more particularly to a phosphor-type display device that performs color display by performing color conversion with a phosphor and an illumination device used therefor.
液晶表示装置は、例えば、複数の副画素がマトリクス状に配列されたアクティブマトリクス駆動型の液晶表示パネルと、液晶表示パネルの背面側に設けられたバックライトとを備えている。そして、液晶表示装置は、液晶表示パネルの各副画素でバックライトからの光の透過率を調整することにより、画像表示を行うように構成されている。ここで、副画素には、例えば、赤色表示を行う副画素、緑色表示を行う副画素、及び青色表示を行う副画素があり、互いに隣り合う赤色表示を行う副画素、緑色表示を行う副画素、及び青色表示を行う副画素により、1つの画素が構成されている。 The liquid crystal display device includes, for example, an active matrix drive type liquid crystal display panel in which a plurality of sub-pixels are arranged in a matrix, and a backlight provided on the back side of the liquid crystal display panel. The liquid crystal display device is configured to display an image by adjusting the transmittance of light from the backlight in each sub-pixel of the liquid crystal display panel. Here, the sub-pixel includes, for example, a sub-pixel that performs red display, a sub-pixel that performs green display, and a sub-pixel that performs blue display. The sub-pixel that performs red display adjacent to each other, and the sub-pixel that performs green display , And a sub-pixel that performs blue display, one pixel is formed.
例えば、特許文献1には、3波長冷陰極管などの光源からの出射光を、正面方向に対して、±60°以内に集光することができる一次集光部を有するバックライトシステムと、一次集光部よりも集光の絞り込みが強い二次集光素子として用いるパターン構造を有さない集光フィルムとを組み合わせることにより、斜め方向への抜けを効果的に遮蔽し、不愉快な着色を除去する、透過型の液晶表示装置に用いる集光システムが開示されている。
For example,
ところで、カラーフィルター方式の液晶表示装置では、バックライトからの光の多くがカラーフィルターに吸収されてしまうことにより、光の利用効率が低いので、近年、蛍光体で色変換を行うことにより、カラー表示を行う蛍光体方式の液晶表示装置が提案されている。 By the way, in a color filter type liquid crystal display device, since most of the light from the backlight is absorbed by the color filter, the light use efficiency is low. A phosphor-type liquid crystal display device that performs display has been proposed.
蛍光体方式の液晶表示装置は、例えば、アクティブマトリクス駆動型の液晶表示パネルと、液晶表示パネルの背面側に設けられた青色光を発するバックライトとを備えている。ここで、蛍光体方式の液晶表示装置を構成するアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示パネルは、例えば、各副画素に薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、「TFT」とも称する)や画素電極が形成され、バックライト側に配置されたアクティブマトリクス基板と、アクティブマトリクス基板に対向するように設けられ、共通電極や蛍光体層などが形成された対向基板と、アクティブマトリクス基板及び対向基板の間に設けられた液晶層とを備えている。 The phosphor-type liquid crystal display device includes, for example, an active matrix drive type liquid crystal display panel and a backlight that emits blue light provided on the back side of the liquid crystal display panel. Here, in the active matrix driving type liquid crystal display panel constituting the phosphor type liquid crystal display device, for example, a thin film transistor (hereinafter also referred to as “TFT”) and a pixel electrode are formed in each sub-pixel, Provided between the active matrix substrate and the counter substrate, and the active matrix substrate disposed on the backlight side, the counter substrate provided to face the active matrix substrate, on which the common electrode, the phosphor layer, and the like are formed And a liquid crystal layer.
蛍光体層は、赤色表示を行う各副画素に設けられた赤色発光層と、緑色表示を行う各副画素に設けられた緑色発光層と、青色表示を行う各副画素に設けられた青色発光層とを備えている。ここで、赤色発光層は、例えば、バックライトからの青色光を赤色光に変換して赤色光を発光する蛍光体を含有している。また、緑色発光層は、例えば、バックライトからの青色光を緑色光に変換して緑色光を発光する蛍光体を含有している。また、青色発光層は、例えば、バックライトからの青色光を散乱させて青色光を発光する光散乱体を含有している。 The phosphor layer includes a red light emitting layer provided in each subpixel that performs red display, a green light emitting layer provided in each subpixel that performs green display, and a blue light emission provided in each subpixel that performs blue display. With layers. Here, the red light emitting layer contains, for example, a phosphor that emits red light by converting blue light from the backlight into red light. The green light emitting layer contains, for example, a phosphor that emits green light by converting blue light from the backlight into green light. The blue light emitting layer contains, for example, a light scatterer that emits blue light by scattering blue light from a backlight.
蛍光体方式の液晶表示装置では、バックライトからの青色光が蛍光体層の表面に斜め方向から入射することにより、所定の色以外の発光層が発光し易いので、例えば、緑色発光層だけを発光させる際に、それに隣り合う赤色発光層及び青色発光層にバックライトからの青色光が入射して、緑色光が発光するだけでなく、赤色光及び青色光も僅かに発光することにより、所望の緑色を表示することができなかったり、また、黒表示を行う際に、赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層が僅かに発光することにより、黒表示が明るくなったりするおそれがある。そうなると、色再現性が低下したり、コントラストが低下したりするので、蛍光体方式の液晶表示装置の表示品位が低下してしまう。 In a phosphor-type liquid crystal display device, when blue light from a backlight is incident on the surface of the phosphor layer from an oblique direction, a light emitting layer other than a predetermined color easily emits light. When emitting light, the blue light from the backlight is incident on the red light emitting layer and the blue light emitting layer adjacent to the light emitting layer, and not only the green light is emitted, but also the red light and the blue light are slightly emitted. The green light cannot be displayed, and when the black display is performed, the red light emitting layer, the green light emitting layer, and the blue light emitting layer emit light slightly, and thus the black display may be brightened. If so, the color reproducibility is lowered or the contrast is lowered, so that the display quality of the phosphor type liquid crystal display device is lowered.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、蛍光体方式の表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることにある。 The present invention has been made in view of this point, and an object of the present invention is to improve color reproducibility and contrast in a phosphor-type display device.
上記目的を達成するために、本発明は、光シャッター素子及びバックライトの間に、光指向性を有する光学フィルターを設けるようにしたものである。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an optical filter having light directivity is provided between an optical shutter element and a backlight.
具体的に本発明に係る表示装置は、複数の副画素が配列された光シャッター素子と、上記光シャッター素子に対向するように設けられたバックライトと、上記光シャッター素子の上記バックライトと反対側に設けられ、上記複数の副画素に対応するように複数の発光層が配列された蛍光体層とを備え、上記光シャッター素子及びバックライトの間には、該光シャッター素子の表面に斜めに入射する光を抑制する光指向性を有する光学フィルターが設けられている。 Specifically, the display device according to the present invention includes an optical shutter element in which a plurality of sub-pixels are arranged, a backlight provided so as to face the optical shutter element, and opposite to the backlight of the optical shutter element. And a phosphor layer in which a plurality of light emitting layers are arranged so as to correspond to the plurality of sub-pixels, and between the light shutter element and the backlight, the surface of the light shutter element is inclined. An optical filter having a light directivity that suppresses light incident on the light is provided.
上記バックライトは、上記光シャッター素子側の出射面から面状の青色光を出射するように設けられ、上記蛍光体層は、上記バックライトからの青色光を赤色光に変換して該赤色光を発光する赤色発光層と、上記バックライトからの青色光を緑色光に変換して該緑色光を発光する緑色発光層と、上記バックライトからの青色光を散乱させて該青色光を発光する青色発光層とを備えていてもよい。 The backlight is provided so as to emit planar blue light from an emission surface on the optical shutter element side, and the phosphor layer converts the blue light from the backlight into red light to convert the red light. A red light emitting layer that emits blue light, a green light emitting layer that emits the green light by converting blue light from the backlight, and a blue light emitted from the backlight by scattering the blue light. A blue light emitting layer may be provided.
上記蛍光体層に配列された複数の発光層の間には、遮光層が設けられていてもよい。 A light shielding layer may be provided between the plurality of light emitting layers arranged in the phosphor layer.
上記光シャッター素子及び蛍光体層は、一体に設けられ、上記光シャッター素子は、上記バックライト側に設けられた第1基板と、該第1基板に対向するように設けられた上記蛍光体層を含む第2基板と、該第1基板及び第2基板の間に設けられた液晶層とを備えていてもよい。 The optical shutter element and the phosphor layer are integrally provided, and the optical shutter element includes a first substrate provided on the backlight side and the phosphor layer provided so as to face the first substrate. And a liquid crystal layer provided between the first substrate and the second substrate.
上記バックライト及び光学フィルターの間には、上記反射型の偏光板が設けられていてもよい。 The reflective polarizing plate may be provided between the backlight and the optical filter.
また、本発明に係る照明装置は、出射面から面状の光を出射するバックライトと、上記バックライトの出射面に対向するように設けられ、フィルター表面から斜めに出射する光を抑制する光指向性を有する光学フィルターとを備えている。 The illumination device according to the present invention includes a backlight that emits planar light from an emission surface, and light that is provided to face the emission surface of the backlight and suppresses light emitted obliquely from the filter surface. And an optical filter having directivity.
本発明によれば、光シャッター素子及びバックライトの間に、光指向性を有する光学フィルターが設けられているので、蛍光体方式の表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることができる。 According to the present invention, since the optical filter having light directivity is provided between the optical shutter element and the backlight, color reproducibility and contrast can be improved in the phosphor type display device.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments.
《発明の実施形態1》
図1〜図5は、本発明に係る表示装置及び照明装置の実施形態1を示している。ここで、図1は、本実施形態の液晶表示装置90の断面図である。また、図2は、液晶表示装置90を構成する照明装置80aの断面図である。また、図3は、液晶表示装置90における色再現性向上の説明図である。また、図4は、液晶表示装置90におけるコントラスト向上の説明図である。
1 to 5
液晶表示装置90は、図1に示すように、光シャッター素子として設けられた液晶表示パネル50と、液晶表示パネル50に対向する設けられたバックライト60aと、液晶表示パネル50及びバックライト60aの間に設けられた光学フィルター70とを備えている。ここで、照明装置80aは、図1に示すように、バックライト60a及び光学フィルター70により構成されている。
As shown in FIG. 1, the liquid
液晶表示パネル50には、図1に示すように、赤色表示を行う副画素Pr、緑色表示を行う副画素Pg、及び青色表示を行う副画素Pbを含む複数の副画素がマトリクス状に配列されている。また、液晶表示パネル50は、図1に示すように、バックライト60a側に第1基板として設けられたアクティブマトリクス基板20と、アクティブマトリクス基板20に対向するように第2基板として設けられた対向基板30と、アクティブマトリクス基板20及び対向基板30の間に設けられた液晶層40と、アクティブマトリクス基板20及び対向基板30を互いに接着すると共に、アクティブマトリクス基板20及び対向基板30の間に液晶層40を封入するように枠状に設けられたシール材(不図示)とを備えている。
In the liquid
アクティブマトリクス基板20は、図1に示すように、ガラス基板などの透明基板10aと、透明基板10a上に設けられたTFTアレイ層11と、TFTアレイ層11を覆うように設けられた配向膜12とを備えている。なお、透明基板10aのバックライト60a側の表面には、図1に示すように、偏光板13が貼り付けられている。
As shown in FIG. 1, the
TFTアレイ層11は、例えば、透明基板10a上に互いに平行に延びるように設けられた複数のゲート線と、各ゲート線を覆うように設けられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に各ゲート線と直交する方向に互いに平行に延びるように設けられた複数のソース線と、各ゲート線及び各ソース線の交差部分毎、すなわち、画像の最小単位である副画素毎にそれぞれ設けられた複数のTFTと、各TFTを覆うように設けられた層間絶縁膜と、層間絶縁膜上にマトリクス状に設けられ、各TFTにそれぞれ接続された複数の画素電極とを備えている。ここで、TFTアレイ層11は、周知の方法を用いて、上記ゲート線、ゲート絶縁膜、ソース線、TFT、層間絶縁膜及び画素電極などを形成することにより、形成することができる。
The
配向膜12は、例えば、ラビング処理を行ったポリイミド樹脂(厚さ1000Å程度)などにより構成されている。
The
偏光板13は、例えば、ヨウ素を吸着させたポリビニルアルコールフィルムを一軸延伸させた光の吸収異方性を有する偏光子と、偏光子を挟持するように設けられたトリアセチルセルロースフィルムなどからなる一対の支持体と、一方の支持体の表面に設けられた接着層とを備えている。
The
対向基板30は、図1に示すように、ガラス基板などの透明基板10bと、透明基板10b上(図中下側)に格子状に設けられた遮光層21s、並びに遮光層21sの各格子間にそれぞれ設けられた赤色発光層21r、緑色発光層21g及び青色発光層21bを含む蛍光体層21と、蛍光体層21上を覆うように設けられた平坦化膜22と、平坦化膜22上に貼り付けられた偏光板23と、偏光板23上に設けられた共通電極24と、共通電極24上に柱状に設けられた複数のフォトスペーサ(不図示)と、共通電極24を覆うように設けられた配向膜25とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
遮光層21sは、例えば、カーボン微粒子などが分散された遮光性を有する樹脂材料(厚さ5μm〜20μm程度)などにより構成されている。
The
赤色発光層21rは、例えば、照明装置80aからの青色光Lbを赤色光に変換して、赤色光を発光する蛍光体が分散された透明な樹脂材料(厚さ5μm〜20μm程度)などにより構成されている。
The red
緑色発光層21gは、例えば、照明装置80aからの青色光Lbを緑色光に変換して、緑色光を発光する蛍光体が分散された透明な樹脂材料(厚さ5μm〜20μm程度)などにより構成されている。
The green
青色発光層21bは、例えば、照明装置80aからの青色光Lbを散乱させて、青色光を発光する光散乱体が分散された透明な樹脂材料(厚さ5μm〜20μm程度)などにより構成されている。
The blue
平坦化膜22は、例えば、アクリル樹脂などの透明な樹脂材料(厚さ1μm〜50μm程度)などにより構成されている。
The
偏光板23は、例えば、ヨウ素を吸着させたポリビニルアルコールフィルムを一軸延伸させた光の吸収異方性を有する偏光子と、偏光子を挟持するように設けられたトリアセチルセルロースフィルムなどからなる一対の支持体と、一方の支持体の表面に設けられた接着層とを備えている。
The
共通電極24は、例えば、スパッタリング法により成膜されたITO(indium tin oxide)膜などの透明導電膜(厚さ1000Å程度)により構成されている。
The
上記フォトスペーサは、例えば、フェノールノボラック系の感光性樹脂(厚さ4μm程度)などにより構成されている。 The photo spacer is made of, for example, a phenol novolac photosensitive resin (thickness of about 4 μm) or the like.
配向膜25は、例えば、ラビング処理を行ったポリイミド樹脂(厚さ1000Å程度)などにより構成されている。
The
液晶層40は、例えば、電気光学特性を有するネマチックの液晶材料などにより構成されている。
The
バックライト60aは、図1に示すように、出射面Fから面状の青色光Laを出射する光源部59aと、光源部59aの図中下側に設けられた反射部51とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
反射部51は、例えば、銀膜などの光反射性を有する薄膜が蒸着された反射シート、屈折率の異なる少なくとも2種類以上の薄膜が交互に積層された多層膜反射シート、拡散反射板などにより構成されている。
The
光源部59aは、図2に示すように、板状の透明な導光板53と、導光板53の側方に一列に設けられた複数の点状光源52と、導光板53の図中上側に設けられた拡散板54と、拡散板54の図中上側に設けられたプリズムシート55と、プリズムシート55の図中上側に設けられたプリズムシート56と、プリズムシート56の図中上側に設けられた拡散板57とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
点状光源52は、例えば、例えば、波長400nm〜500nm程度の波長域の青色光Laを発光するLED(light emitting diode)やレーザーなどにより構成されている。
The point
導光板53は、例えば、アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの透明樹脂により構成されている。
The
拡散板54及び57は、例えば、ポリエステルなどの基材フィルムと、基材フィルム上に設けられ、透明ビーズが分散された樹脂層とを備えている。
The
プリズムシート55及び56は、図2に示すように、横断面が二等辺三角形の複数の溝条が互いに隣り合うように形成され、隣り合う一対の溝条からなるプリズムの頂角が90°程度に形成されたアクリル樹脂製などのフィルムである。また、プリズムシート55及び56としては、例えば、住友スリーエム株式会社製のBEF(Brightness Enhancement Film)シリーズの輝度向上フィルムが好適に用いられる。ここで、プリズムシート55の各溝条及びプリズムシート56の各溝条は、図2に示すように、拡散板57側に設けられ、互いに直交するように設けられている。
As shown in FIG. 2, the
光学フィルター70は、例えば、複数の誘電体膜が積層された多層膜反射フィルターであり、図1に示すように、光源部59aからの青色光Laが反射部51との間で反射を繰り返すことにより、青色光Laが透過して出射する角度が所定の範囲になるように構成されている。すなわち、光学フィルター70は、液晶表示パネル50の表面に斜めに入射する光を抑制する光指向性を有している。具体的に、光学フィルター70は、ガラス基板などの透明基板と、透明基板上に設けられた酸化チタン膜(波長450nmに対する屈折率2.42、厚さ55nm程度)と酸化シリコン膜(波長450nmに対する屈折率1.47、厚さ90nm程度)とを交互に70層程度積層した誘電体積層膜とにより構成されている。なお、光学フィルター70の図1中の上下の太線破線は、光学フィルター70に入射する前の青色光Laの配光分布、及び光学フィルター70を出射した後の青色光Lbの配光分布を示している。
The
上記構成の液晶表示装置90は、アクティブマトリクス基板20上の各画素電極と対向基板30上の共通電極24との間に配置する液晶層40に各副画素Pr、Pg、Pbで所定の電圧を印加して液晶層40の配向状態を変えることにより、照明装置80aからの青色光Lbからの透過率を各副画素Pr、Pg、Pbで調整し、蛍光体層21を介して赤色光、緑色光及び青色光を適宜出射して、画像表示を行うように構成されている。
In the liquid
具体的に、緑色表示を行う場合には、光学フィルター70を透過及び出射したバックライトからの青色光Lbが、図3に示すように、液晶表示パネル50の表面に垂直に入射し、赤色表示を行う副画素Pr及び青色表示を行う副画素Pbでは、液晶層40の配向状態に基づいて、偏光板23で遮断され、緑色表示を行う副画素Pgでは、液晶層40の配向状態に基づいて、偏光板23を透過し、緑色発光層21gだけに確実に入射することにより、緑色光Lgだけを表示光として出射することができる。
Specifically, when green display is performed, the blue light Lb from the backlight transmitted and emitted through the
また、黒表示を行う場合には、光学フィルター70を透過及び出射したバックライトからの青色光Lbが、図4に示すように、液晶表示パネル50の表面に垂直に入射し、赤色表示を行う副画素Pr、緑色表示を行う副画素Pg及び青色表示を行う副画素Pb、すなわち、全副画素では、液晶層40の配向状態に基づいて、偏光板23で確実に遮断されることにより、液晶表示パネル50を不要に抜ける光を抑制することができる。
When performing black display, the blue light Lb from the backlight transmitted and emitted through the
次に、具体的に行った実験について説明する。ここで、図5は、照明装置80aの光指向性を示すグラフである。なお、図5のグラフにおいて、実線の曲線aは、実施例の光指向性を示し、破線の曲線bは、比較例の光指向性を示している。また、図5のグラフの縦軸の相対強度は、比較例の最大輝度を1とした値である。
Next, a specific experiment will be described. Here, FIG. 5 is a graph showing the light directivity of the
具体的には、実施例として、本実施形態の照明装置80aを準備すると共に、比較例として、本実施形態の照明装置80aの光学フィルター70を省略した照明装置を準備し、各照明装置の出射面の中央の測定ポイントにおける輝度を、測定ポイントが中心となる半球の頂点を含む円弧上を移動可能な輝度計を用いて、極度(法線方向からの傾斜角度)を変えながら測定した。ここで、輝度計としては、株式会社トプコンテクノハウス製の色彩輝度計BM5Aを用いた。
Specifically, as an example, the
実験結果としては、図5に示すように、実施例では、極角−90°〜−30°及び+30°〜+90°で光がほとんど検出されず、極角−30°〜+30°に光が収束しているのに対し、比較例では、極角−90°〜−30°及び+30°〜+90°で最大輝度の10%〜30%程度の光が検出され、光が広く分布していることが確認された。また、実施例では、極角0°の強度が、比較例の極角0°の強度よりも25%程度向上することも確認された。 As an experimental result, as shown in FIG. 5, in the example, light is hardly detected at polar angles of −90 ° to −30 ° and + 30 ° to + 90 °, and light is incident at polar angles of −30 ° to + 30 °. In contrast, in the comparative example, light of about 10% to 30% of the maximum luminance is detected at polar angles of −90 ° to −30 ° and + 30 ° to + 90 °, and the light is widely distributed. It was confirmed. Moreover, in the Example, it was also confirmed that the intensity | strength of 0 degree of polar angles improves about 25% compared with the intensity | strength of the 0 degree polar angle of a comparative example.
以上説明したように、本実施形態の照明装置80a及びそれを備えた液晶表示装置90によれば、複数の副画素Pr、Pg、Pbが配列された液晶表示パネル50と、液晶表示パネル50に対向するように設けられたバックライト60aとの間に、液晶表示パネル50の表面に斜めに入射する光を抑制する光指向性を有する光学フィルター70が設けられているので、光学フィルター70を透過したバックライト60aからの青色光Lbが、液晶表示パネル50の表面に垂直に入射し易くなる。そのため、液晶表示パネル50の各副画素Pr、Pg、Pbに対応する蛍光体層21の各発光層21r、21g、21bには、バックライト60aからの光Lbが斜めに入射し難くなる。これにより、カラー表示を行う場合には、所定の副画素Pr、Pg、Pbに対応する所定の発光層21r、21g、21bだけが発光し易くなるので、色再現性が向上し、また、黒表示を行う場合には、液晶表示パネル50を不要に抜ける光が抑制されるので、コントラスが向上することになり、蛍光体方式の液晶表示装置90において、色再現性及びコントラストが向上させることができる。
As described above, according to the
また、本実施形態の照明装置80a及びそれを備えた液晶表示装置90によれば、バックライト60aから液晶表示パネル50に供給される面状の青色光Lb((波長400nm〜500nm程度)が紫外線(波長400nm程度未満)を含まないので、紫外領域の光をカットする必要がない。そのため、白色光を用いる場合よりも、光の利用効率を高めることができる。また、バックライト60aから液晶表示パネル50に供給される面状の青色光Lbは、赤色発光層21rで色変換して発光する赤色光、及び緑色発光層21gで色変換して発光する緑色光よりも短波長であるので、励起光のエネルギー遷移などにより、蛍光の発光スペクトルのピーク位置が励起光の発光スペクトルのピーク位置よりも長波長側になるストークスシフトという現象を有効に利用することができる。
Further, according to the
また、本実施形態の照明装置80a及びそれを備えた液晶表示装置90によれば、蛍光体層21に配列された複数の発光層21r、21g、21bの間に遮光層21sが設けられているので、赤色発光層21r、緑色発光層21g及び青色発光層21bが遮光層21sを介して互いに離間することになり、隣り合う副画素Pr、Pg、Pb間の不要な発光をいっそう抑制することができる。
Further, according to the
なお、本実施形態では、遮光層21sが対向基板30の蛍光体21に設けられた液晶表示装置90を例示したが、本発明は、遮光層がアクティブマトリクス基板側に設けられた液晶表示装置、並びに遮光層がアクティブマトリクス基板側及び対向基板側の双方に設けられた液晶表示装置などにも適用することができる。
In the present embodiment, the liquid
《発明の実施形態2》
図6は、本実施形態の液晶表示装置を構成する照明装置80bの断面図である。なお、以下の各実施形態において、図1〜図5と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
上記実施形態1では、液晶表示パネル50及びバックライト60aの間に光学フィルター70だけが設けられた照明装置80aを備えた液晶表示装置90を例示したが、本実施形態では、液晶表示パネル50及びバックライト60aの間に光学フィルター70及び反射型偏光板65が設けられた照明装置80bを備えた液晶表示装置を例示する。
In the first embodiment, the liquid
本実施形態の液晶表示装置は、図6に示すように、光シャッター素子として設けられた液晶表示パネル(50、図1参照)と、液晶表示パネル50に対向する設けられたバックライト60aと、液晶表示パネル50及びバックライト60aの間に設けられた光学フィルター70と、バックライト60a及び光学フィルター70の間に設けられた反射型偏光板65とを備えている。ここで、照明装置80bは、図6に示すように、バックライト60a、反射型偏光板65及び光学フィルター70により構成されている。
As shown in FIG. 6, the liquid crystal display device of the present embodiment includes a liquid crystal display panel (50, see FIG. 1) provided as an optical shutter element, a
反射型偏光板65は、例えば、バックライト60aからの青色光のうち、例えば、P偏光を透過して、S偏光を反射するように構成されている。また、反射型偏光板65としては、例えば、住友スリーエム株式会社製のDBEF(登録商標)(Dual Brightness Enhancement Film)シリーズの輝度上昇フィルムが好適に用いられる。
The reflective
本実施形態の照明装置80b及びそれを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形態1と同様に、液晶表示パネル50及びバックライト60aの間に、光指向性を有する光学フィルター70が設けられているので、蛍光体方式の液晶表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることができる。
According to the
また、本実施形態の照明装置80b及びそれを備えた液晶表示装置によれば、バックライト60a及び光学フィルター70の間に、例えば、バックライト60aからの青色光のうち、P偏光を透過して、S偏光を反射する反射型偏光板65が設けられているので、バックライト60aの青色光のS偏光が反射型偏光板65で反射して再利用されることにより、バックライト60aの光の利用効率を向上させることができる。
Moreover, according to the illuminating
なお、本実施形態では、上記実施形態1の液晶表示装置90に反射型偏光板65を適用した構成を例示したが、反射型偏光板65を後述する各実施形態の液晶表示装置に適用してもよい。
In this embodiment, the configuration in which the reflective
《発明の実施形態3》
図7は、本実施形態の液晶表示装置を構成する照明装置80cの断面図である。
<< Embodiment 3 of the Invention >>
FIG. 7 is a cross-sectional view of the
上記実施形態1及び2では、エッジライト方式のバックライト60aを備えた液晶表示装置を例示したが、本実施形態では、直下方式のバックライト60bを備えた液晶表示装置を例示する。
In the first and second embodiments, the liquid crystal display device including the edge
本実施形態の液晶表示装置は、図7に示すように、光シャッター素子として設けられた液晶表示パネル(50、図1参照)と、液晶表示パネル50に対向する設けられたバックライト60bと、液晶表示パネル50及びバックライト60bの間に設けられた光学フィルター70とを備えている。ここで、照明装置80cは、図1に示すように、バックライト60b及び光学フィルター70により構成されている。
As shown in FIG. 7, the liquid crystal display device of this embodiment includes a liquid crystal display panel (50, see FIG. 1) provided as an optical shutter element, and a
バックライト60bは、図7に示すように、出射面(F、図1参照)から面状の青色光(La、図1参照)を出射する光源部59bと、光源部59bの図中下側に設けられた反射部51とを備えている。
As shown in FIG. 7, the
光源部59bは、図7に示すように、反射部51の上方に(例えば、マトリクス状に)配列された複数の点状光源52と、各点状光源52の図中上側に設けられた拡散板54と、拡散板54の図中上側に設けられたプリズムシート55と、プリズムシート55の図中上側に設けられたプリズムシート56と、プリズムシート56の図中上側に設けられた拡散板57とを備えている。
As shown in FIG. 7, the light source unit 59 b includes a plurality of point
本実施形態の照明装置80c及びそれを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形態1と同様に、液晶表示パネル50及びバックライト60bの間に、光指向性を有する光学フィルター70が設けられているので、蛍光体方式の液晶表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることができる。
According to the
《発明の実施形態4》
図8は、本実施形態の液晶表示装置を構成する照明装置80dの断面図である。また、図9は、本実施形態の液晶表示装置における副画素の配列方向とプリズムシート58aの配置方向との関係を示す斜視図である。
<< Embodiment 4 of the Invention >>
FIG. 8 is a cross-sectional view of an illuminating
上記実施形態1〜3では、一対のプリズムシート55及び56が設けられた照明装置80a〜80cを備えた液晶表示装置を例示したが、本実施形態では、単一のプリズムシート58aが設けられた照明装置80dを備えた液晶表示装置を例示する。
In the first to third embodiments, the liquid crystal display device including the
本実施形態の液晶表示装置は、図8に示すように、光シャッター素子として設けられた液晶表示パネル(50、図1参照)と、液晶表示パネル50に対向する設けられたバックライト60cと、液晶表示パネル50及びバックライト60cの間に設けられた光学フィルター70とを備えている。ここで、照明装置80dは、図8に示すように、バックライト60c及び光学フィルター70により構成されている。
As shown in FIG. 8, the liquid crystal display device of this embodiment includes a liquid crystal display panel (50, see FIG. 1) provided as an optical shutter element, and a
バックライト60cは、図8に示すように、出射面(F、図1参照)から面状の青色光(La、図1参照)を出射する光源部59cと、光源部59cの図中下側に設けられた反射部51とを備えている。
As shown in FIG. 8, the
光源部59cは、図8に示すように、反射部51の上方に設けられた板状の透明な導光板53と、導光板53の側方に一列に設けられた複数の点状光源52と、導光板53の図中上側に設けられたプリズムシート58aと、プリズムシート58aの図中上側に設けられた拡散板57とを備えている。
As shown in FIG. 8, the
プリズムシート58aは、図8に示すように、横断面が二等辺三角形の複数の溝条が互いに隣り合うように形成され、隣り合う一対の溝条からなるプリズムの頂角が60°〜70°程度に形成されたアクリル樹脂製などのフィルムである。また、プリズムシート58aとしては、例えば、三菱レイヨン株式会社製のダイヤアート(登録商標)シリーズのプリズムシートが好適に用いられる。ここで、プリズムシート58aの各溝条は、図8に示すように、導光板53側に設けられている。また、プリズムシート58aの各溝条が延びる方向Dpは、図9に示すように、同色の発光層21r、21g、21b、すなわち、同色の副画素Pr、Pg、Pbが配列する方向Dcと平行になっている。
As shown in FIG. 8, the
本実施形態の照明装置80d及びそれを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形態1と同様に、液晶表示パネル50及びバックライト60cの間に、光指向性を有する光学フィルター70が設けられているので、蛍光体方式の液晶表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることができる。
According to the
また、本実施形態の照明装置80d及びそれを備えた液晶表示装置によれば、プリズムシート58a(及び拡散板57)が1枚で済むので、装置の薄型化及び軽量化を図ることができる。
In addition, according to the
また、本実施形態の照明装置80d及びそれを備えた液晶表示装置によれば、プリズムシート58aの各溝条が延びる方向Dpと同色の副画素Pr、Pg、Pbが配列する方向Dcとが平行になっているので、配光分布の指向性が高くなって(半値幅が狭くなって)、色再現性をいっそう向上させることができる。
Further, according to the
なお、本実施形態では、エッジライト方式のバックライトにプリズムシート58aを適用する構成を例示したが、プリズムシート58aを直下方式のバックライトに適用してもよい。
In the present embodiment, the configuration in which the
《発明の実施形態5》
図10は、本実施形態の液晶表示装置を構成する照明装置80eの断面図である。
<< Embodiment 5 of the Invention >>
FIG. 10 is a cross-sectional view of the
上記実施形態4では、導光板53及びプリズムシート58が独立して設けられた照明装置80dを備えた液晶表示装置を例示したが、本実施形態では、導光板53及びプリズム層58bが一体に設けられた照明装置80eを備えた液晶表示装置を例示する。
In the fourth embodiment, the liquid crystal display device including the illuminating
本実施形態の液晶表示装置は、図10に示すように、光シャッター素子として設けられた液晶表示パネル(50、図1参照)と、液晶表示パネル50に対向する設けられたバックライト60dと、液晶表示パネル50及びバックライト60dの間に設けられた光学フィルター70とを備えている。ここで、照明装置80eは、図10に示すように、バックライト60d及び光学フィルター70により構成されている。
As shown in FIG. 10, the liquid crystal display device of this embodiment includes a liquid crystal display panel (50, see FIG. 1) provided as an optical shutter element, a
バックライト60dは、図10に示すように、出射面(F、図1参照)から面状の青色光(La、図1参照)を出射する光源部59dと、光源部59dの図中下側に設けられた反射部51とを備えている。
As shown in FIG. 10, the
光源部59dは、図10に示すように、反射部51の上方に設けられた板状の透明な導光板53と、導光板53の側方に一列に設けられた複数の点状光源52と、導光板53の図中下側の表面に設けられたプリズム層58bと、導光板53の図中上側に設けられた拡散板57とを備えている。
As shown in FIG. 10, the
プリズム層58bは、図10に示すように、例えば、横断面が台形の複数の溝条が互いに隣り合うように形成され、隣り合う一対の溝条からなるプリズムの頂角が45°程度に形成されたアクリル樹脂により構成されている。ここで、プリズム層58bの屈折率(例えば、1.26程度)は、導光板53の屈折率(例えば、1.59程度)よりも低くなっている。なお、プリズム層58bは、例えば、導光板53の表面にアクリル樹脂製のフィルムを貼り付けた後に、そのフィルムの表面を微細加工することにより、形成することができる。
As shown in FIG. 10, the
本実施形態の照明装置80e及びそれを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形態1と同様に、液晶表示パネル50及びバックライト60dの間に、光指向性を有する光学フィルター70が設けられているので、蛍光体方式の液晶表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることができる。
According to the
《発明の実施形態6》
図11は、本実施形態の液晶表示装置を構成する照明装置80fの断面図である。
Embodiment 6 of the Invention
FIG. 11 is a cross-sectional view of the
上記実施形態5では、導光板53にプリズム層58bが設けられた照明装置80eを備えた液晶表示装置を例示したが、本実施形態では、導光板53に低屈折率層58c及びプリズム層58dが順に設けられた照明装置80fを備えた液晶表示装置を例示する。
In the fifth embodiment, the liquid crystal display device including the
本実施形態の液晶表示装置は、図11に示すように、光シャッター素子として設けられた液晶表示パネル(50、図1参照)と、液晶表示パネル50に対向する設けられたバックライト60eと、液晶表示パネル50及びバックライト60eの間に設けられた光学フィルター70とを備えている。ここで、照明装置80fは、図11に示すように、バックライト60e及び光学フィルター70により構成されている。
As shown in FIG. 11, the liquid crystal display device of the present embodiment includes a liquid crystal display panel (50, see FIG. 1) provided as an optical shutter element, a
バックライト60eは、図11に示すように、出射面(F、図1参照)から面状の青色光(La、図1参照)を出射する光源部59eと、光源部59eの図中下側に設けられた反射部51とを備えている。
As shown in FIG. 11, the
光源部59eは、図11に示すように、反射部51の上方に設けられた板状の透明な導光板53と、導光板53の側方に一列に設けられた複数の点状光源52と、導光板53の図中下側の表面に設けられた低屈折率層58cと、低屈折率層58cの図中下側の表面に設けられたプリズム層58dと、導光板53の図中上側に設けられた拡散板57とを備えている。
As shown in FIG. 11, the
低屈折率層58cは、例えば、導光板53の屈折率、及び後述するプリズム層58dの屈折率よりも低い屈折率(例えば、1.26程度)を有するアクリル樹脂により構成されている。
The low
プリズム層58dは、図11に示すように、例えば、横断面が台形の複数の溝条が互いに隣り合うように形成され、隣り合う一対の溝条からなるプリズムの頂角が45°程度に形成されたアクリル樹脂により構成されている。ここで、プリズム層58dの屈折率(例えば、1.59程度)は、低屈折率層58cの屈折率(例えば、1.26程度)よりも高く、導光板53の屈折率(例えば、1.59程度)以下になっている。なお、プリズム層58dは、例えば、導光板53の表面に導光板53側が低屈折率層58cとなるアクリル樹脂製の2層のフィルムを貼り付けた後に、その外側層のフィルムの表面を微細加工することにより、形成することができる。
As shown in FIG. 11, for example, the
本実施形態の照明装置80f及びそれを備えた液晶表示装置によれば、上記実施形態1と同様に、液晶表示パネル50及びバックライト60eの間に、光指向性を有する光学フィルター70が設けられているので、蛍光体方式の液晶表示装置において、色再現性及びコントラストを向上させることができる。
According to the
なお、上記各実施形態では、蛍光体で色変換を行うことにより、カラー表示を行う液晶表示装置を例示したが、本発明は、カラーフィルター方式の表示装置にも適用することができる。 In each of the above embodiments, a liquid crystal display device that performs color display by performing color conversion with a phosphor is exemplified, but the present invention can also be applied to a color filter type display device.
また、上記各実施形態では、RGBの3色でカラー表示を行う液晶表示装置を例示したが、本発明は、RGBの3色に他の色を追加してカラー表示を行ったり、RGB以外の複数の色でカラー表示を行ったりする表示装置にも適用することができる。 Further, in each of the above embodiments, the liquid crystal display device that performs color display with three colors of RGB is illustrated, but the present invention performs color display by adding other colors to the three colors of RGB, or other than RGB. The present invention can also be applied to a display device that performs color display with a plurality of colors.
また、上記各実施形態では、青色光を出射するバックライトを備えた液晶表示装置を例示したが、本発明は、例えば、紫外光を出射するバックライトを備え、赤色発光層及び緑色発光層だけでなく青色発光層にも所定の蛍光体が分散された表示装置などの他の単色光を出射するバックライトを備えた表示装置にも適用することができる。 In each of the above embodiments, a liquid crystal display device including a backlight that emits blue light is illustrated. However, the present invention includes, for example, a backlight that emits ultraviolet light, and includes only a red light emitting layer and a green light emitting layer. In addition, the present invention can also be applied to a display device including a backlight that emits other monochromatic light, such as a display device in which a predetermined phosphor is dispersed in the blue light emitting layer.
また、上記各実施形態では、複数の副画素がマトリクス状に配列されたストライプ配列の液晶表示装置を例示したが、本発明は、デルタ配列やモザイク配列などの表示装置にも適用することができる。 In each of the above embodiments, a liquid crystal display device having a stripe arrangement in which a plurality of subpixels are arranged in a matrix is illustrated, but the present invention can also be applied to a display device such as a delta arrangement or a mosaic arrangement. .
また、上記各実施形態では、光シャッター素子として液晶表示パネルを備えた液晶表示装置を例示したが、本発明は、光シャッター素子としてMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)を備えた表示装置にも適用することができる。 In each of the above embodiments, a liquid crystal display device including a liquid crystal display panel as an optical shutter element is illustrated. However, the present invention is also applied to a display device including a micro electro mechanical system (MEMS) as an optical shutter element. be able to.
以上説明したように、本発明は、色再現性及びコントラストを向上させるので、蛍光体方式の表示装置についてだけでなく、カラーフィルター方式の液晶装置についても有用である。 As described above, since the present invention improves color reproducibility and contrast, it is useful not only for a phosphor type display device but also for a color filter type liquid crystal device.
F 出射面
La,Lb 青色光
Pr,Pg,Pb 副画素
20 アクティブマトリクス基板(第1基板)
21 蛍光体層
21b 青色発光層
21g 緑色発光層
21r 赤色発光層
21s 遮光層
30 対向基板(第2基板)
40 液晶層
50 液晶表示パネル(光シャッター素子)
60a〜60e バックライト
65 反射型偏光板
70 光学フィルター
80a〜80f 照明装置
90 液晶表示装置
F emission surface La, Lb Blue light Pr, Pg,
21
40
60a-
Claims (6)
上記光シャッター素子に対向するように設けられたバックライトと、
上記光シャッター素子の上記バックライトと反対側に設けられ、上記複数の副画素に対応するように複数の発光層が配列された蛍光体層とを備え、
上記光シャッター素子及びバックライトの間には、該光シャッター素子の表面に斜めに入射する光を抑制する光指向性を有する光学フィルターが設けられている、表示装置。 An optical shutter element in which a plurality of sub-pixels are arranged;
A backlight provided to face the optical shutter element;
A phosphor layer provided on the opposite side of the backlight of the optical shutter element and having a plurality of light emitting layers arranged so as to correspond to the plurality of sub-pixels,
A display device, wherein an optical filter having light directivity for suppressing light incident obliquely on the surface of the optical shutter element is provided between the optical shutter element and the backlight.
上記蛍光体層は、上記バックライトからの青色光を赤色光に変換して該赤色光を発光する赤色発光層と、上記バックライトからの青色光を緑色光に変換して該緑色光を発光する緑色発光層と、上記バックライトからの青色光を散乱させて該青色光を発光する青色発光層とを備えている、請求項1に記載の表示装置。 The backlight is provided to emit planar blue light from the exit surface on the optical shutter element side,
The phosphor layer converts the blue light from the backlight into red light and emits the red light, and converts the blue light from the backlight into green light and emits the green light. The display device according to claim 1, further comprising: a green light emitting layer that emits blue light from the backlight, and a blue light emitting layer that emits the blue light.
上記光シャッター素子は、上記バックライト側に設けられた第1基板と、該第1基板に対向するように設けられた上記蛍光体層を含む第2基板と、該第1基板及び第2基板の間に設けられた液晶層とを備えている、請求項1〜3の何れか1つに記載の表示装置。 The optical shutter element and the phosphor layer are provided integrally,
The optical shutter element includes a first substrate provided on the backlight side, a second substrate including the phosphor layer provided to face the first substrate, and the first substrate and the second substrate. The display device according to claim 1, further comprising a liquid crystal layer provided between the two.
上記バックライトの出射面に対向するように設けられ、フィルター表面から斜めに出射する光を抑制する光指向性を有する光学フィルターとを備えている、照明装置。 A backlight that emits planar light from the exit surface;
An illuminating device, comprising: an optical filter that is provided so as to face the emission surface of the backlight and that has light directivity that suppresses light emitted obliquely from the filter surface.
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